【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路领域，尤其涉及一种两步式模数转换电路、模数转换器以及电子设备。
技术介绍
1、模数转换器(adc)是连接物理世界和虚拟世界的关键桥梁。物联网系统的发展通常需要中高精度且高能效比的adc。而逐次逼近模数转换器(sar adc)是目前被广泛应用的adc。
2、sar adc内部大部分电路为数字模块，非常适用于集成电路先进工艺下的尺寸缩放，并且具有高能效的优势。但是其具有难以获得高精度的缺点，这主要是因为电容失配、比较器噪声等因素导致的。例如，为了减小6db的比较器噪声，往往需要增大大约4倍的功耗。而采用前后台校准来减小电容失配，则会增大硬件代价。
3、因此，目前亟需提出一种低功耗且高精度的sar adc。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，提出了本专利技术以提供解决上述问题或者部分地解决上述问题的一种两步式模数转换电路、模数转换器以及电子设备。
2、本专利技术实施例第一方面提供一种两步式模数转换电路，所述两步式模数电路包括：快闪式模数转换器、逐次逼近模数转换器以及数字误差校正器；所述快闪式模数转换器包括：电阻串辅助模块；
3、所述快闪式模数转换器利用所述电阻串辅助模块，对输入电压进行粗量化，得到目标数字值中的高m位数字值以及产生温度计码值，并将所述高m位数字值传输至所述数字误差校正器，将所述温度计码值传输至所述逐次逼近模数转换器；
4、所述逐次逼近模数转换器基于所述温度计码值，确定粗量化后的余量，并结合所述
5、所述数字误差校正器对所述高m位数字值、所述中l位数字值和所述低s位数字值进行数字码对齐，输出对应所述差分输入电压的目标数字值。
6、可选地，所述电阻串辅助模块包括：第一串联单位电阻、第二串联单位电阻、第三串联单位电阻以及多个单位比较器；
7、所述第一串联单位电阻中的单位电阻数量与所述第二串联单位电阻中的单位电阻数量相同，均为3个；
8、所述第一串联单位电阻的一端接收电源电压，另一端与所述第三串联单位电阻的一端连接，所述第三串联单位电阻的另一端与所述第二串联单位电阻的一端连接，所述第二串联单位电阻的另一端接地；
9、所述第三串联单位电阻中的单位电阻数量由多个单位比较器的数量决定，每个单位比较器的反相端接收所述差分输入电压中的一路电压，同相端与一个单位电阻连接，且相邻单位比较器之间间隔两个单位电阻；
10、所有单位比较器各自输出1位温度计码值至所述逐次逼近模数转换器；
11、所有单位比较器各自输出1位温度计码值至转换模块，以将全部温度计码值转换为所述高m位数字值并传输至所述数字误差校正器；
12、其中，多个单位比较器的数量为：2m-2。
13、可选地，所述逐次逼近模数转换器包括：温度计电容式数模转换器、二进制电容式数模转换器、sar比较器以及逻辑单元；
14、所述多位温度计码值和校准位码值组成控制码值传输至所述温度计电容式数模转换器，所述校准位码值来自于所述逻辑单元；
15、所述温度计电容式数模转换器基于所述控制码值、所述参考电压确定所述余量；
16、所述二进制电容式数模转换器基于所述逻辑单元发送的第一预测码值、所述参考电压、所述差分输入电压以及所述电阻串辅助模块产生的节点电压，产生第一差分模拟电压并传输至所述sar比较器；
17、所述sar比较器根据目标电压的大小产生输出信号并传输至所述逻辑单元，该目标电压为所述第一差分模拟电压与所述电阻串辅助模块产生的第二差分模拟电压之和；
18、所述逻辑单元根据所述sar比较器的输出信号，产生新的第一预测码值，进而使得所述二进制电容式数模转换器产生新的第一差分模拟电压，直至所述目标电压等于所述余量时结束，以结束时对应的第一预测码值作为所述中l位数字值。
19、可选地，所述电阻串辅助模块根据所述逻辑单元发送的第二预测码值产生两个节点电压，并传输至所述二进制电容式数模转换器；
20、所述二进制电容式数模转换器基于所述第一预测码值、所述两个节点电压、所述参考电压、所述差分输入电压，产生所述第二差分模拟电压并传输至所述sar比较器；
21、所述sar比较器根据所述目标的大小产生输出信号并传输至所述逻辑单元；
22、所述逻辑单元根据所述sar比较器的输出信号，产生新的第二预测码值，进而使得所述二进制电容式数模转换器产生新的第二差分模拟电压，直至所述目标电压等于所述余量时结束，以结束时对应的第二预测码值作为所述低s位数字值。
23、可选地，所述电阻串辅助模块还包括：多个开关；
24、多个所述开关中的第一开关的第一端接收所述电源电压；
25、除所述第一开关以外的其余开关，以两个开关并联作为一个开关组；
26、每个开关组中的第二开关、第三开关各自的第一端均与单位电阻的下端连接，所述下端为所述单位电阻远离电源电压端的一端；
27、所有开关组中第二开关的第二端短接后输出所述两个节点电压中的一个节点电压至所述二进制电容式数模转换器；
28、所有开关组中第三开关的第二端短接后再与第一开关的第二端短接，并出所述两个节点电压中的另一个节点电压至所述二进制电容式数模转换器。
29、可选地，所述校准位码值先由所述逻辑单元预测产生，然后再根据所述比较器的比较结果来调整，以确认正确的码值。
30、可选地，所述多个开关根据所述第二预测码值分别闭合或者断开，以在所述第一开关的第二端、所述第二开关的第二端分别产生两个节点电压。
31、可选地，所述二进制电容式数模转换器中最小单位电容的一端接收基准电压，另一端通过三选一开关接收所述两个节点电压、所述差分输入电压或者所述参考电压；
32、除最小单位电容以外的其余电容的一端接收所述基准电压，另一端通过三选一开关接收所述差分输入电压、所述参考电压或者接地。
33、本专利技术实施例第二方面提供一种模数转换器，所述模数转换器包括如第一方面任一所述的两步式模数转换电路。
34、本专利技术实施例第三方面提供一种电子设备，所述电子设备包括：如第二方面所述的模数转换器。
35、本专利技术提供的两步式模数转换电路，包括：快闪式模数转换器、逐次逼近模数转换器以及数字误差校正器；快闪式模数转换器包括：电阻串辅助模块。其中，快闪式模数转换器利用电阻串辅助模块，对输入电压进行粗量化，得到目标数字值中的高m位数字值以及产生温度计码值，并将高m位数字值传输至数字误差校正器，将温度计码值传输至逐次逼近模数转换器。
36、逐次逼近模数转换器基于温度计码值，确定粗量化后的余量，并结合电阻串辅助模块共同对余量进行细量化，得到目标数字值中的中l位数字值和低s本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种两步式模数转换电路，其特征在于，所述两步式模数电路包括：快闪式模数转换器、逐次逼近模数转换器以及数字误差校正器；所述快闪式模数转换器包括：电阻串辅助模块；
2.根据权利要求1所述的两步式模数电路，其特征在于，所述电阻串辅助模块包括：第一串联单位电阻、第二串联单位电阻、第三串联单位电阻以及多个单位比较器；
3.根据权利要求1所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述逐次逼近模数转换器包括：温度计电容式数模转换器、二进制电容式数模转换器、SAR比较器以及逻辑单元；
4.根据权利要求3所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述电阻串辅助模块根据所述逻辑单元发送的第二预测码值产生两个节点电压，并传输至所述二进制电容式数模转换器；
5.根据权利要求4所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述电阻串辅助模块还包括：多个开关；
6.根据权利要求5所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述校准位码值先由所述逻辑单元预测产生，然后再根据所述比较器的比较结果来调整，以确认正确的码值。
7.根据权利要求5所述的两步式模数转
8.根据权利要求3所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述二进制电容式数模转换器中最小单位电容的一端接收基准电压，另一端通过三选一开关接收所述两个节点电压、所述差分输入电压或者所述参考电压；
9.一种模数转换器，其特征在于，所述模数转换器包括如权利要求1-8任一所述的两步式模数转换电路。
10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：如权利要求9所述的模数转换器。
...【技术特征摘要】
1.一种两步式模数转换电路，其特征在于，所述两步式模数电路包括：快闪式模数转换器、逐次逼近模数转换器以及数字误差校正器；所述快闪式模数转换器包括：电阻串辅助模块；
2.根据权利要求1所述的两步式模数电路，其特征在于，所述电阻串辅助模块包括：第一串联单位电阻、第二串联单位电阻、第三串联单位电阻以及多个单位比较器；
3.根据权利要求1所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述逐次逼近模数转换器包括：温度计电容式数模转换器、二进制电容式数模转换器、sar比较器以及逻辑单元；
4.根据权利要求3所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述电阻串辅助模块根据所述逻辑单元发送的第二预测码值产生两个节点电压，并传输至所述二进制电容式数模转换器；
5.根据权利要求4所述的两步式模数转换电路，其特征在于，所述电阻串辅助模块还包括：多个...
【专利技术属性】
技术研发人员：鲁文高，王俊杰，王宸宇，张雅聪，陈中建，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：
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